Sykursýki. 2013 Feb; 36 (2): 394-402.
Birt á netinu 2013 Jan 17. doi: 10.2337 / dc12-1112
PMCID: PMC3554293
Samband við insúlínmagn
Ania M. Jastreboff, MD, PHD,1,2 Rajita Sinha, PHD,3,4,5 Cheryl Lacadie, BS,6 Dana M. Lítil, PHD,3,7 Robert S. Sherwin, MD,1 og Marc N. Potenza, MD, PHD3,4,5
Abstract
Tilgangur
Offita tengist breytingum á corticolimbic-striatal heila svæðum sem taka þátt í matvælum og verðlaun. Streita og nærvera matvælaferða má hvetja hvert og eitt að borða og taka þátt í taugakvilli með corticolimibic-striatalum. Ekki er vitað hvernig þessi þættir hafa áhrif á áhrif á heilasvörun og hvort þessi milliverkanir hafi áhrif á offitu, insúlínmagn og insúlínviðkvæmni. Við sýnum fram á að of feitir einstaklingar myndu sýna meiri svörun við corticolimbic-striatal neurocircuitry eftir útsetningu fyrir streitu og matvælum og að heilastillingar myndu tengast huglægu matarskorti, insúlínmagn og HOMA-IR.
RANNSÓKNUN HÖNNUNAR OG AÐFERÐIR
Fastan insúlíngildi voru metin í offitu og mæði, sem voru fyrir áhrifum einstaklingsbundinna streitu og uppáhaldsmatstilla meðan á virku MRI stóð.
NIÐURSTÖÐUR
Ofnæmi, en ekki halla, sýndu einstaklingar aukin virkjun á streitu-, eyrnasuð- og blóðþurrðarsvæðum meðan á váhrifum á mataræði og streituferli stendur. Í of feitum, en ekki mögnum einstaklingum, voru matarþrá, insúlín og HOMA-IR stig jákvæð við taugaverkun á corticolimbic-striatal heilasvæðum við mataræði og streitu. Sambandið milli insúlínviðnáms og matarþráðar hjá offitusjúklingum var miðlað af virkni á áhugasvæðum, þar á meðal striatum, insula og thalamus.
Ályktanir
Þessar niðurstöður sýna að offitusjúklingar, en ekki mala, sýna aukna virkni corticolimbic-striatala til að bregðast við mataræði og streitu og að þessi svörun svari sambandinu milli HOMA-IR og matarþrá. Aukin insúlín næmi og síðan að draga úr corticolimbic-striatal viðbrögð við matvælum og streitu getur dregið úr matarþrá og haft áhrif á mataræði í offitu.
Offita er alheimsheilbrigðisvandamál sem er meira en 500 milljón manns um heim allan (1) við langvinna sjúkdóma, svo sem tegund 2 sykursýki og hjarta- og æðasjúkdóma (2). Hlutverk miðtaugakerfisins í offitu er nú kannað með hjálp háþróaðra taugabreytingaaðferða sem gerir kleift að rannsaka virkni heilans (3,4). Matur vísbendingar og streita, tvær umhverfisþættir sem hafa áhrif á borða hegðun (5,6), framkalla mismunandi hegðunarvandamál (5,7-11) og tauga viðbrögð (12-16) í offitu samanborið við halla einstaklinga. Þessar tauga breytingar fela í sér en takmarkast ekki við striatum (17), uppbygging sem felst í launavinnsluvinnslu og streituviðbrögð (17) og insula, sem tekur þátt í að skynja og samþætta skynjun, svo sem smekk (18), innan líkamans (19) til að bregðast við matvælum (13,15,20) og streituvaldandi viðburði (12). Það hefur verið lagt til að munur á þessum tauga svæðum í offitu einstaklingar (17) má tengja við meiri matarþrá (21) og óreglulegur borða hegðun (22), kannski hafa áhrif á matvælaval og neyslu (13,20,23). Þannig má bæta við nýjum offituaðgerðum með því að öðlast betri skilning á því að hve mörg aðrir þættir í tengslum við offitu (td hormóna- og efnaskiptaþættir) geta haft áhrif á taugakerfi undirliggjandi streitu- og matvælisviðbrots og hvernig þessi munur getur haft áhrif á matvæla- leitast við áhugasvið, ss matarþrá.
Hormónamerki og efnaskiptaþættir stjórna orostostöðu í gegnum útlæga og miðlæga aðgerðir (24). Við mat á offitu koma breytingar á insúlíni og insúlín næmi oft fram (25) og geta haldið áfram að koma í veg fyrir illkynja lífeðlisfræði og hegðun (26). Það hefur verið lagt til að miðlæg insúlínviðnám gæti verið mikilvægur þáttur sem stuðlar að breyttri áherslu á mat og breytingar á hvatningu og umbunum27). Reyndar eru insúlínviðtökur gefnar upp í heilahimnusjúkdómum, svo sem heilablóðfalli (28), auk áhugasviðs sem tengist matvænni tengdum hegðun, þ.mt sjónhimnuhúsi (VTA) og substantia nigra (SN)29), tvær mannvirki sem miðla merki um dópamínvirka taugafrumur til barkstera, útlims og heilablóðfrumna (30). Þessi skoðun er studd áfram af rannsóknum á bæði nagdýrum og mönnum. Neuron-sértækir insúlínviðtaka knockout mýs þróa kólesterólhækkun og insúlínviðnám í tengslum við mataræði af völdum offitu (31). Hjá mönnum hefur verið greint frá því að hvíldarstaðarnet tengslanotkun í putamen og ofbitofrontal heilaberki (OFC) hefur jákvæð áhrif á fastandi insúlínmagn og neikvætt með næmi insúlíns (32) og getu insúlíns til að auka glúkósaupptöku í ventralstriatum og prefrontal heilaberki varð minnkað í insúlínþolnum einstaklingum (27). Að auki, til að bregðast við matarmyndum, sýndu of feitir einstaklingar með sykursýki af tegund 2 aukinni virkjun í insula, OFC og striatum samanborið við einstaklinga án tegundar 2 sykursýki23). Einnig hefur verið greint frá fylgni milli fæðubótarefna og verkunarráðstafana og virkjana í insula og OFC og milli tilfinningalegrar borunar og virkjunar í amygdala-, caudate-, putamen- og kjarnaaccumbens (23).
Það er hins vegar ekki vitað hvort munur á insúlíni og insúlín næmi hefur áhrif á sértæka heilasvörun við útsetningu fyrir almennum stökkbragðskynjum eins og matarlystum og streituvaldandi viðburðum og hvort slíkar taugaviðbrögð hafa áhrif á matarþrá sem geta valdið borðahegðun. Við gerum ráð fyrir að offitusjúkdómur, en ekki lélegur, myndi leiða til aukinnar tauga viðbrögð í taugakreppum með hvatningu og umbun sem felur í sér skynjun og tilfinningu fyrir samsöfnun (cortical), tilfinningaminni (limbic) -Myndun útsetningar fyrir uppáhalds-mat, streitu og hlutlaus-afslöppun vísbendingar; að þessar taugaþættir myndu tengast matarþrá sem og insúlínþéttni og insúlínviðnámi (eins og metin er með mat á insúlínþoli [HOMA-IR]); og að sambandið milli insúlínviðnáms og matarþráðarinnar myndi miðla við svæðisbundin heilabrot.
RANNSÓKNUN HÖNNUNAR OG AÐFERÐIR
Karlar og konur á aldrinum 19 og 50 ára, með BMI ≥30.0 kg / m2 (offitahópur) eða 18.5-24.9 kg / m2 (grannur hópur), sem annars voru heilbrigðir, var ráðinn með staðbundinni auglýsingu. Útilokunarviðmið voru meðal annars langvarandi sjúkdómar, geðraskanir (DSM-IV viðmið), taugasjúkdómar eða mein, taka lyfseðilsskyld lyf, greindarvísitala <90, of þung (25.0 ≤ BMI ≤ 29.9 kg / m2), vanhæfni til að lesa og skrifa á ensku, meðgöngu og claustrophobia eða málmi í líkamanum sem er ósamrýmanleg við myndun segulómunar (MRI). Rannsóknin var samþykkt af Yale Human Investigation Committee. Öll efni veittu undirritað upplýst samþykki.
Lífefnafræðilegt mat
Á matsdegi fyrir virkan MRI (fMRI) fundi fengu blóðsýni til að mæla fasta insúlín í plasma og glúkósa í 8: 15 am og geymd við -80 ° C. Glúkósa (fasta glúkósa í plasma) var mælt með því að nota Delta Scientific glúkósa hvarfefni (Henry Schein) og insúlín með því að nota tvínæmis radioimmunoassay (Millipore [áður Linco]). Hvert sýni var unnið í tvíriti til staðfestingar. HOMA-IR var reiknað út sem hér segir: [glúkósa (mg / dl) × insúlín (μU / mL)] / 405. Neuroimaging var gerð innan 7 daga rannsóknarstofu gagna kaup.
Skýringarmyndir handrit þróun
Fyrir hverja einstaklingsins fMRI fundi voru leiðbeinandi myndritunarskriftir fyrir uppáhaldsmatskönnun, streitu og hlutlaus slökunarskilyrði þróuð með því að nota áður þekktu aðferðir (33). Persónulegar forskriftir voru þróaðar vegna þess að persónulegar viðburður kveikja á meiri lífeðlisfræðilegri viðbrögðum og mynda sterkari tilfinningaleg viðbrögð en myndefni staðlaðrar persónulegra aðstæðna (34). (Sjá Viðbótarupplýsingar og Viðbótartafla 7 fyrir dæmi um mat sem er innifalinn í uppáhaldsmatstöflum og dæmi um uppáhaldsmatskýringu, auk viðbótar efni í Jastreboff o.fl. [12] fyrir fulltrúa streitu og hlutlausar afslappandi forskriftir.)
fMRI fundur
Þátttakendur kynntu myndun síðdegis á 1: 00 pm eða 2: 30 pm með leiðbeiningum um að hafa borðað ~ 2 klst áður en skönnunin var gerð, svo að þau voru hvorki ákaflega svangur né fullur. Við metum huglægar hungur einkunnir fyrir og eftir skönnun fundur; Það var enginn tölfræðilega marktækur munur á milli hópanna tveggja [t(46) = 1.15, P > 0.1]. Hver þátttakandi var aðlagaður í prófunarherbergi við sérstaka þætti rannsóknaraðferða fMRI. Einstaklingar voru staðsettir í segulómskoðara og fóru í fMRI á 90 mínútna fundi. Í slembiraðaðri mótvægisröðun urðu þeir fyrir persónulegri uppáhalds matarbendingu, streitu og hlutlausum slökunarmyndum. Sex fMRI rannsóknir (tvær á hvert ástand) voru keyptar með blokkarhönnun sem stóð í 5.5 mínútur. Hver prufa innihélt 1.5 mínútna rólegt upphafstímabil og síðan 2.5 mín myndatímabil (þar á meðal 2 mínútur til að ímynda sér sína sérstöku sögu þar sem hún var spiluð frá áður gerð hljóðupptöku og 0.5 mín af rólegum myndatíma þar sem þeir hélt áfram að ímynda sér söguna á meðan þú lá í þögn) og 1 mínútna rólegur batatími.
Staðfesting á leiðsögn hugmyndafræði
Til að meta huglægar svör við viðhaldi á streituhugmyndum voru kvíðatölur fengnar frá einstaklingum fyrir og eftir hverja myndvinnsluforrit. Til að meta kvíða voru þátttakendur spurðir eins og áður (33) til að meta hversu spennt, kvíða og / eða pirrandi þeir töldu að nota Likert 10-stigstærð fyrir og eftir hverja fMRI rannsókn. Í bæði offitusjúkdómum og lélegri einstaklingum jókst kvíðatölur eftir streituþætti [offitusjúkdómur: F(1.96) = 7.11, P <0.0001; halla: F(1.96) = 6.94, P <0.0001]. Enginn munur var á kvíðamati milli hópanna í upphafi [F(1.48) = 0.13, P = 0.72] eða eftir myndmál [F(1.48) = 0.23, P = 0.64]. Þar að auki voru huglægar kröftugleikar fengnar þar sem einstaklingar sýndu hversu vel þeir gátu séð hverja einstaka sögur sínar meðan á skanni stendur. Það var engin munur á milli hópa í myndsköpunarmyndum [t(4) = 1.3, P = 0.26].
fMRI kaup og tölfræðileg gögn greiningar
Myndir voru fengnar í rannsóknarstofu Yale Magnetic Resonance með 3-Tesla Siemens Trio MRI kerfi sem er útbúið með venjulegu kvadratur höfuð spólu, með T2 * -viðkvæmum hallandi endurteknum eintökum echo-planar púls röð. Sjá Viðbótarupplýsingar fyrir frekari upplýsingar um fMRI kaup og greiningu. Fyrir lýsandi tölfræði, var mismunandi munur á huglægum og klínískum aðgerðum milli hópa prófuð með því að nota t prófa, nákvæmlega Fisher og χ2 prófanir. Við notuðum SPSS fjölvi með 10,000 ræsistöð til að meta miðlunarmyndirnar (35).
NIÐURSTÖÐUR
Hópur lýðfræði og fastandi efnaskipta breytur
Fimmtíu heilbrigðir offitusjúkir og látnir sjálfboðaliðar voru aðlagaðir á grundvelli aldurs (meðal 26 ára), kynlíf (38% kvenkyns), kynþáttur (68% Caucasian) og menntun (Viðbótartafla 1). Of feit hópur (N = 25) hafði meðal ± SD BMI af 32.6 ± 2.2 kg / m2, og hallahópurinn (N = 25) hafði meðaltal BMI af 22.9 ± 1.5 kg / m2. Þrátt fyrir að engar sjúklingar hafi verið greindir með sykursýki, ólíkuðu of feitir og lélegir einstaklingar með tilliti til insúlínviðnáms, eins og þær voru metnar af HOMA-IR [XV, t(41) = -3.42, P = 0.0013] og fastandi insúlínþéttni [offitahópur 16.3 ± 5.8 μU / ml og halla 11.1 ± 3.7 μU / ml, t(33.7) = -3.53, P = 0.0012]. FPG stig voru ekki mismunandi milli hópa [t(41) = -1.34, P = 0.19] (Viðbótartafla 1).
Ofbeldi heila kort: Of feitir einstaklingar sýna aukna tauga svörun í corticolimbic-striatal svæðum
Eins og búist var við, sýndu bæði halla- og offitahópar virkjun á corticolimbic-striatal svæðinu til að bregðast við streitu- og uppáhaldsmatskilyrðum og aðeins thalamíð og heyrnartengdri örvunarvirkni meðan á rólegu ástandi stendur (P <0.01, fjölskylduviss villa [FWE] leiðrétt (Viðbótarupplýsingar Mynd 1). Hins vegar voru engar samanburðarhópar á meðalvirkni til að bregðast við hlutleysandi afslappandi ástandi. Þannig var hlutlaus slakandi ástand notað sem virkt samanburðarástand milli mótsins í hópnum eins og í fyrri rannsóknum (33). Of feitir einstaklingar sýndu aukna taugavirkjun á uppáhalds matarlystum, miðað við hlutlausa afslappandi ástandið, í putamen, insula, thalamus, hypothalamus, parahippocampus, óæðri framan gyrus (IFG) og miðjutíma gyrus (MTG) sýndi ekki aukna virkjun á þessum svæðum (P <0.01, FWE leiðrétt) (Fig. 1A). Við útsetningu fyrir streitu miðað við hlutlausa slökun, sýndu aftur offitusjúkir en ekki mæði einstaklingar aukin virkjun í putamen, insula, IFG og MTG (P <0.01, FWE leiðrétt) (Fig. 1B og Viðbótartafla 2). Samanburður á offitu miðað við móðgandi einstaklinga meðan á uppáhaldsmatinu stóð, sýndi tiltölulega aukin virkjun á striatum (putamen), insula, amygdala, framan heilaberki, þar með talið Broca svæði og frumhimnu heilaberki. Í streitu ástandi sýndi offitusjúklingar á móti mæðrum meiri virkni í insula, framúrskarandi gyrus, og óæðri occipital gyrus (Viðbótarupplýsingar Mynd 2).
Samsvörun heila kort: Insúlínviðnám fylgir viðhorfum taugasvörunar hjá offitu einstaklingum
Til að kanna hvernig insúlínviðnám hefur áhrif á heilablóðfall sem fylgir með mataræði með uppáhaldsmat og streituvaldandi viðburði notum við heilahimnubundnar samanburðargreiningar til að kanna samtengingu HOMA-IR, fastandi insúlín og FPG stig með einstökum breytileika í tauga viðbrögð við þessum cue skilyrði. Öflugustu fylgniin í uppáhaldsmatinu og streituaðstæður sáust með HOMA-IR. Hins vegar voru HOMA-IR gildi jákvæð við ofnæmisviðbrögð, en ekki lélegar einstaklingar, í tengslum við taugavirkjun í corticolimbic-striatal svæðum í hverju cue ástandi. Sérstaklega voru jákvæðar fylgikvillar fundust með taugavirkjun í putamen, insula, thalamus og hippocampus meðan á uppáhaldsmatinu stóðFig. 2A og Viðbótarupplýsingar Mynd 3A); í putamen, caudate, insula, amygdala, hippocampus og parahippocampus meðan á streitu-cue ástandi (Fig. 2B og Viðbótarupplýsingar Mynd 3A); og í putamen, caudate, insula, thalamus og fremri og posterior cingulate í hlutlausum afslappandi ástandi (Viðbótarupplýsingar Mynd 3A og Viðbótartafla 3).
Ekki kemur á óvart að fastandi insúlínmagn í offitusjúkdómum, en ekki halla, tengdust einstaklingar jákvæð á svæðum svipað þeim sem tengjast HOMA-IR. Auk þess kom fram jákvæð tengsl við insúlínmagn í streitu ástandi með aðgerð á ventralstriðum og amygdalar og jákvæð fylgni kom fram í hlutleysandi afslappandi ástandi með aðgerð í slagæðablóðleysi (sjá kafla 4.4).Viðbótarupplýsingar Mynd 3B). Þar að auki jókst FPG stig í offitu einstaklingum jákvætt við virkjun á uppáhaldsljósandi ástandi í putamen og thalamus og á hlutlausu afslappandi ástandi í putamen, caudate, insula, thalamus og fremri og posterior cingulate (Viðbótarupplýsingar Mynd 3C og Viðbótartafla 3).
Matur þrá eykst eftir uppáhalds mat matur og streitu cues
Til að meta huglæg svörun, fengu matvælaþráðarflokkanir frá einstaklingum fyrir og eftir hverja myndvinnslurannsókn á mælikvarða á bilinu frá 0 til 10. Það var engin munur á grunngildi matvælaþráðar fyrir hverja myndatökuprófun milli offitu og hallahópa [F(1.46) = 0.09, P = 0.76]. Þegar matarþrár voru bornar saman eftir myndatökuskilyrði, var verulegt ástand áhrif [F(1.92) = 34.68, P 0.0001 ± 6.1, lágt 2.9 ± 5.8, og neikvætt slökunarmörk, offitu 2.7 ± 4.4, halla 3.2 ± 3.1) en nei hópur aðaláhrif [F(1.46) = 0.99, P = 0.32] eða samskiptaáhrif í hópi eftir ástandi [F(1.92) = 1.34, P = 0.27)]. Það var aukning í matvælaþráðum eftir að uppáhaldsmatið hafði borist gegn hlutlausum afslappandi aðstæðum [t(92) = 7.33, P <0.0001] og eftir uppáhaldsmatinn á móti streituaðstæðum [t(92) = 7.09, P <0.0001] og enginn marktækur munur eftir streitu á móti hlutlausum slökunaraðstæðum [t(92) = 0.25, P = 0.81].
Samsvörun heila kort: Efniviður krafist svör við uppáhalds matur cue og streitu skilyrði tengist jákvæð við virkjun í corticolimbic-striatal svæði í offitu einstaklingar
Til að kanna tengslin milli taugaþrenginga og matarþrár, skoðuðum við samtengingu hvers einstaklings sinnar sjálfsskýrðar matvælaþráðar einkunnir með tauga viðbrögðum við mataræðið og streitu. Í of feitum, en ekki mjótum einstaklingum, þráðu matarþarfir til að bregðast við uppáhaldsmatstuðlinum og streituástandi jákvætt við virkjun í mörgum corticolimbic-striatal svæðum (Fig. 3, Viðbótarupplýsingar Mynd 4og Viðbótartafla 4).
Brain svæði sem tengjast bæði matarþrá og insúlínviðnám: miðlunaráhrif
Að lokum metum við hvort insúlínviðnám væri í tengslum við matarþrá í hverju ástandi og hvort þessi sambönd voru miðlað af taugaþörfum. HOMA-IR stig í tengslum við matvælaþarfir í mataræðisáhrifum í matvælum í offitur2 = 0.20; P = 0.04) en ekki halla einstaklinga (r2 = 0.006; P = 0.75) (Fig. 4A). HOMA-IR stig voru ekki í samræmi við matarþrá í streitu (offitusjúkdómur: r2 = 0.12, P = 0.12; halla: r2 = 0.003, P = 0.82) eða hlutlaus slökun (offitusjúkdómur: r2 = 0.04, P = 0.38; halla: r2 = 0.004, P = 0.80) skilyrði.
Til að kanna hvort insúlínviðnám breytti matvælum með taugasvörun, metum við fyrst sérstakt skarast á svæðum sem voru algengar í taugaþáttum þeirra við insúlínviðnám og matarþrá. Í offitusjúklingum var virkni í thalamus og VTA / SN í samhengi við bæði insúlínviðnám og matarskort í uppáhaldsmatiFig. 4B og Viðbótartafla 5). Svipuð mynstur komu fram við putamen og insula í streitu ástandi og thalamus, caudate, putamen og insula í hlutlausu afslappandi ástandinu (Fig. 4B og Viðbótartafla 5). Við fundum ekki svona skarast svæði í halla.
Næstum skoðuðum við hvort tengslin milli HOMA-IR og matarþráðarinnar væru miðlað af því að skarast svæðisbundin heilavirkjun sem tengdust bæði HOMA-IR og matarþrá (Fig. 4C). Hægt er að nota tölfræðilegar mælingargreiningar til að kanna tengslin milli tveggja breytu og ákvarða hversu mikið þriðja, hugsanlega millibili, breytilegur getur verið ábyrgur fyrir framhaldi tengslanna (35). Á annan hátt ákváðum við að meta taugavirkjun í corticolimbic-striatal heilahlutum tölfræðilega miðla sambandinu milli HOMA-IR og matarþrá í of feitum þátttakendum. Eins og sést af verulegum óbeinum áhrifum (a × b leið) gildi (Viðbótartafla 6), var sambandið milli HOMA-IR og matarþrátta miðlað af taugaviðbrögðum í thalamus, heilaæxli (þar með talið VTA / SN) og heilahimnubólgu í uppáhaldsmatskilyrðinu og í putamen og insula í streituviðmiðuninni.
Ályktanir
Við komum fram að sláandi corticolimbic-striatal virkjanir í offitu, en ekki halla, einstaklinga sem svar við uppáhaldsmatskönnun og streitu miðað við hlutlausar afslappandi aðstæður. Taugasvörun á þessum svæðum meðan á matvælum stendur er í samræmi við fyrri rannsóknir (12,13,15,36). Hinir áberandi taugasvörun sem sjást í offitusjúkdómum í heilaþáttum sem felast í áhugaleysi, tilfinningaminni, bragðvinnslu og aflögun, sem tengist HOMA-IR, mælingu á insúlínviðnámi og aukinni blóðsykurshækkun. Ennfremur miðlaðu þessar tauga viðbrögð tölfræðilega tengslin milli insúlínviðnáms og matarþrá í of feitum einstaklingum og benda til þess að insúlínviðnám geti beint eða óbeint haft áhrif á taugaferli sem langar til að neyta uppáhalds og oft mjög kalorískra matvæla.
Niðurstöður okkar eru í samræmi við og auka við fyrri störf sem sýna að insúlín virkar sem miðtaugakerfisreglur um mataræði og líkamsþyngd (37,38). Í samræmi við gögn sem fela í sér hindrunar- og dópamínvirka umbun í offitu og insúlínvirkni (28-30), 1) offitusjúklingar sýndu aukna virkjun í corticolimbic-striatal svæði þ.mt striatum (bæði putamen og caudate), insula og thalamus og 2) magn insúlínviðnáms, eins og metið var af HOMA-IR, jókst jákvætt við virkjun á striatum og insula sem svar við bæði uppáhaldsmati og streituástandi hjá offitu einstaklingum. Þessar upplýsingar eru studdar af fyrri vinnu sem sýnir að breytingar á insúlínviðkvæmni í VTA breyti niðurstreymisviðbrögðum spárinnar við striatumið (39); insúlíndreint glúkósa umbrot í ventralstriatumi minnkað í insúlínþolnum einstaklingum (27); og örvun og hippocampal virkjun til að bregðast við matvælum er beint tengd blóðsykurslækkun (hyperinsulinemia)40). Talið er að þessar athuganir geta haft mikilvæg klínísk áhrif á matvælahegðun og bendir til þess að insúlínviðnám geti skert hæfni insúlíns til að bæla kynningarferli og þar með aukið áherslu á streitu- og matvælatengd neuralviðbrögð, valkvætt hjá offitu einstaklingum.
Efniviður, sjálfsskýrslur um matarskort, sem eru háð einstaklingsskynjun, voru ekki talin tölfræðilega marktækt mismunandi hjá offitu og mæði einstaklinga. Að auki bentu offitu og lélegar einstaklingar á ótrúlega svipaða uppáhaldsmat fyrir einstaklingsbundna uppáhaldsmataðgerðir þeirra (Viðbótartafla 7), þar sem meirihluti matvæla er hátt í fitu og kaloríuminnihald. Þannig koma fram mismunandi munur ekki á mismunandi matvælum sem óskað er eftir en frekar hvernig þessar upplýsingar eru unnar og túlkaðar og líklega hvaða afbrigðileg hegðun myndast síðan eftir raunverulegan útsetningu fyrir uppáhaldsmatstöflum. Það er þó athyglisvert að HOMA-IR stigið í offitusjúkdómum, en ekki halla, einstaklinga tengdist viðmiðunarmörk matvælaþráðar með uppáhalds matvæli. Í samræmi við þessa athugun, þegar við skoðuðum hvaða virkni heila svæðisins fylgdust með bæði HOMA-IR og matvælaþráðum, fannst við að skarast heila svæði í offitu en ekki halla einstaklinga. Þessi svæði innihéldu ekki aðeins VTA og SN heldur einnig striatum, insula og thalamus, sem hver um sig stuðla að umbun á vinnustaðum og streituviðbrögð (17), bragð og tómarúm18,19) og gengi útlima skynjunarupplýsinga í heilaberki (41). Þessar upplýsingar benda til þess að insúlínviðnám og / eða afleiðingar insúlínviðnáms geti aukið eða næmt svörun í taugaumræðum sem hafa áhrif á matarþrá fyrir mjög æskilegt matvæli og að lokum hafa áhrif á frekari þyngdaraukningu. Mikilvæg tengsl milli insúlín- og HOMA-IR stigs með matarþrá og heilablóðföllum sem sjást í offitusjúkdómum, en ekki halla, geta verið tengdir skorti á breytileika í insúlíni í mæði einstaklinga og / eða öðrum þáttum sem hafa mikil áhrif á matarþarfir .
Gögn stuðnings samtök milli hár óstjórnandi streitu, langvarandi streitu, hár BMI og þyngdaraukning (5,7). Streita hefur áhrif á að borða hegðun (5,10), aukin tíðni neyslu skyndibita (42), snakk (43), og kaloría-þétt og mjög ásættanleg matvæli (44) og streita hefur verið tengd aukinni þyngdaraukningu (7). Í rannsókninni, við áhættumat á matarskorti í váhrifum í offitu, en ekki halla, fylgdu einstaklingar jákvæð við örvun í blóði, hippocampus, insula og putamen. Þessar mismunandi sambönd benda til þess að streitu tengdir matarþrár eru knúin áfram af mismunandi tauga fylgni hjá offitu einstaklingum og auka möguleika þess að þessi munur getur aukið hættuna á því að neyta óskertrar, mjög mætanlegrar fæðu meðan á streituvökum hjá offitu einstaklingum stendur. Þessar niðurstöður eru í samræmi við gögn sem benda til þess að streituþrýstingur sé aukinn í offitu kvenna (45), en álagsstýrður borða virðist hafa ósamrýmanleg áhrif á neyslu matvæla í mæði einstaklinga (46). Eftir útsetningu fyrir sálfræðilegum streitu, hafa þungaðar of þungar menn meiri þrá fyrir eftirrétti og snakk og hærri kaloríuminntöku samanborið við halla einstaklinga við sömu aðstæður (10). Í samanburði við einstaklinga með lægri BMI, sýna þeir með hærri BMI meiri líkur á sálfræðilegum streitu og framtíðarþyngdaraukningu (7). Samanlagt, þessar rannsóknir og niðurstöður okkar benda til þess að offitusjúklingar geti verið viðkvæmari fyrir streitu og streitu tengdum fæðu neyslu og síðari þyngdaraukningu. Þar sem bæði matarbeiðni og streituvaldandi áhrif á matvæli sem tengjast matvælum í tengslum við corticolimbic-striatal taugavirkjun, myndi það vera viðeigandi í framtíðarrannsóknum til að líkja eftir raunveruleikanum í háum streituaðstæðum til að kanna taugarásaraðgerðir þegar offitusjúklingar verða fyrir áhrifum á sama tíma bráð lífs stressors og uppáhalds-mat cues.
Að lokum er athyglisvert að of feitir einstaklingar með vísbendingar um insúlínviðnám sýndu breytingar á matarþrá, jafnvel í slökunartíma. Skammtavirkni sem kom fram hjá einstaklingum með ofnæmi fyrir kalsíumklórum, í jafnvægi og róandi ástandi sem tengist huglægum matarþrá. HOMA-IR stig í of feitum einstaklingum tengdust einnig taugasvörun við hlutlausa afslappandi ástand, sem bendir til þess að langvinnt insúlínþolið ástand tengist viðvarandi virkjun á corticolimbic-striatal heilahlutum, jafnvel meðan á mataræði stendur og án streitu (td , meðan á hvíld eða slökun stendur) hjá offitu einstaklingum, og þetta samband getur þolað matarþrá og stuðlað að því að borða hegðun í óskertum eða grunnlínumönum.
Þversniðs eðlis þessarar rannsóknar útilokar mat á orsakasamhengi. Langtíma rannsóknir myndu gera kleift að meta hvort offita leiðir til aukinnar svörunar við matarljósum og streitu í áhugasviði heila svæðum eða hvort upphafssjúkdómur og sambönd þeirra við insúlínviðnám eru upphaflega til staðar. Mæling á insúlínviðnámi með því að nota HOMA-IR skortir nákvæmni sem krafist er með blóðþrýstingslækkandi tækni, þó að hún sé nátengd útlimum insúlínviðbragða og mikið notaður í rannsóknum og klínískum aðferðum (47). Insúlín- og glúkósaþéttni var dregin að morgni til að hægt væri að meta insúlínviðkvæmni með því að nota fastan blóðsýni fyrir HOMA-IR útreikning; fMRI hugsanlegur verklagsreglur voru gerðar á síðdegi þannig að einstaklingar væru hvorki ákaflega svöng né fullir. Í áframhaldandi rannsóknum er hægt að taka blóðmælingar strax fyrir, meðan og eftir að MRI gæti veitt gagnlegar upplýsingar, þótt hugsanlegar fylgikvillar gætu komið fyrir (td möguleg áhrif á botnfrumnafæð á streituviðbrögðum). Fast blóðsýni voru ekki fengin á degi fMRI-fundarins; Þannig er ekki hægt að gera tímabundið samband milli efnaskipta og tauga svörunar og hugsanleg munur á milli hópa á stöðugleika HOMA-IR ráðstafana hjá offitu og mæðrum einstaklingum gæti hugsanlega haft áhrif á fylgni sem kom fram í þessari rannsókn. Einkum þó hafa verið sýnt fram á að HOMA-IR-ráðstafanir hafi tiltölulega litla breytileika milli einstaklinga og einstaklinga í ónæmisbólgu48) og yfirvigt (49) og jafnvægis insúlín og glúkósa í jafnvægi hafa reynst stöðug hjá heilbrigðum einstaklingum á 4 ára tímabili (50). Að auki eru breytileiðir fyrir afbrigði fyrir HOMA á milli 7.8 og 11.7% (47). Þrátt fyrir þessar takmarkanir á rannsóknum eru gögnin okkar fyrstu vísbendingar um að insúlínviðnám beint eða óbeint gegni mikilvægu hlutverki í taugavirkjun sem tengist bæði uppáhaldsmatstegum og streitu og að slík taugaþörf mæla matarþrá í of feitum einstaklingum. Hvort miðlæg insúlínviðnám er aðalviðburður eða breytingin á heilasvörun kemur fram í kjölfar langvarandi útsetningar fyrir blóðsykursýkingu í blóðinu og síðan er niðurstaða reglulegrar miðtaugakerfisins óvissa um insúlínviðtaka. Engu að síður hafa þessar niðurstöður hugsanlega mikilvægar meðferðaráhrif.
Með verulegri aukningu á offitu á síðustu þremur áratugum hafa þessar niðurstöður talsverðar klínískar afleiðingar til að meðhöndla truflun á efnaskiptum og koma í veg fyrir sykursýki af tegund 2. Núverandi niðurstöður benda til þess að insúlínviðnám í offitu tengist taugakerfinu sem stjórnar matvælatengdum hvatandi ríkjum eða hegðun, svo sem matarþrá eða löngun til að fá og borða mat. Þessar niðurstöður benda til þess að einstaklingar með þessa breyttu efnaskiptiefna geti verið í hættu fyrir áframhaldandi eða viðvarandi þyngdaraukningu. Þar að auki, eins og mörg af taugaþáttum sem taka þátt eru undirflokkar, gátum við í huga að minnkað meðvitundsstýring á matvælatengdri hegðun getur leitt til slíkra offitu einstaklinga, sem leiðir til frekari viðvarandi offitu og insúlínviðnáms.
Við komumst að þeirri niðurstöðu að útsetning fyrir uppáhaldsmatskönnun og streituvaldandi atburðarás stuðlar að virkjun heila hvatningu-verðlaunasvæða og matarþrá í insúlínþolnum offitu einstaklingum. Það er heillandi að spá fyrir um að insúlínviðnám geti komið fram miðlægur í offitu og stuðlað að óreglulegum áhugamálum til að neyta matvæla sem gætu komið í veg fyrir að einstaklingarnir verði ofmetnir og framleiða seigfljótandi hringrás sem veldur þyngdaraukningu. Þannig geta rannsóknir á miðlægum áhrifum og hegðunarvandamálum af lyfjum, sem breyta insúlínviðnámi, veitt innsýn í nýjar meðferðir til að draga úr löngun til kaloríaþéttrar, mjög mætanlegrar matar.
Acknowledgments
Þessi vinna var studd af National Institute of Sykursýki og meltingarfærasjúkdómum og nýrnasjúkdómum / heilbrigðisstofnunum T32 DK07058, sykursýki á milli og efnaskiptavandamál; T32 DK063703-07, þjálfun í krabbameinslyfjameðferð og rannsóknum á sykursýki; Sykursýki og hjartavöðvakrannsóknarstofa P30DK045735; og R37-DK20495 og NIH Roadmap til læknisrannsókna Sameinuðu sjóðsins veitir RL1AA017539, UL1-DE019586, UL1-RR024139 og PL1-DA024859.
Engar hugsanlegar hagsmunaárekstra sem varða þessa grein voru tilkynntar.
AMJ framkvæmdi gagnagreiningu, stuðlað að túlkun gagna og skrifaði handritið. RS var ábyrgur fyrir rannsóknarhönnun, fjármögnun og gagnasöfnun; stuðlað að túlkun gagna; og skrifaði handritið. CL gerðar gagna greiningu. DMS stuðlað að túlkun gagna. RSS stuðlað að túlkun gagna og skrifaði handritið. MNP var ábyrgur fyrir rannsóknarhönnun, fjármögnun og gagnasöfnun; stuðlað að túlkun gagna; og skrifaði handritið. MNP er ábyrgðarmaður þessarar vinnu og þar með fullan aðgang að öllum gögnum í rannsókninni og tekur ábyrgð á heilleika gagna og nákvæmni gagnagreiningarinnar.
Hlutar þessarar rannsóknar voru kynntar í abstrakt formi á 71ST vísindasamgöngum bandarískra sykursýki, San Diego, Kaliforníu, 24-28 júní 2011.
Neðanmálsgreinar
Þessi grein inniheldur viðbótargögn á netinu á http://care.diabetesjournals.org/lookup/suppl/doi:10.2337/dc12-1112/-/DC1.
Meðmæli
;